Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2017 1
УДК 531.7:62-27 DOI 10.18698/2308-6033-2017-01-1578
Система многокритериального проектирования
тензорезисторных весоизмерительных датчиков
с осесимметричными упругими элементами
© С.И. Гавриленков
1
, С.С. Гаврюшин
1
, В.А. Годзиковский
2
¹МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
2
ЗАО «ВИК «Тензо-М», Московская обл.,
пос. Красково, 140050, Россия
Рассмотрен принцип работы тензорезисторных весоизмерительных тензодатчи-
ков (ТД). Сформулирована задача проектирования ТД, содержащая две подзадачи:
подбор формы и размеров упругого элемента (УЭ) и определение оптимальной
схемы их наклейки на УЭ. Указаны критерии качества, на которые необходимо
ориентироваться при проектировании ТД. Разработана программа для проекти-
рования ТД с осесимметричными УЭ, в которой реализован метод исследования
пространства параметров и использован функционал CAE системы ANSYS. Рабо-
та программы продемонстрирована на примере проектирования ТД для системы
взвешивания в движении. Определено пространство управляющих параметров
и заданы критериальные ограничения. Для решения задачи разработана расчетная
модель ТД в системе ANSYS. В результате вычислительных экспериментов получено
множество Парето-оптимальных решений, из которых можно выбрать наиболее
предпочтительный вариант.
Ключевые слова
: многокритериальное проектирование, метод конечных элементов,
упругий элемент, метод исследования пространства параметров, тензодатчик
Введение.
Тензодатчики широко применяются в электронных ве-
сах и устройствах АСУТП вследствие высоких точности и надежно-
сти. Одной из лидирующих в России и мире компаний по производ-
ству тензодатчиков (ТД) является ЗАО «ВИК «Тензо-М». Несмотря
на то, что основные типы ТД были разработаны еще в начале разви-
тия тензометрии, компания до сих пор ведет работы по проектирова-
нию новых датчиков и оптимизации существующих. CAE-системы
являются мощным инструментом в руках конструктора [1], однако
они не ориентированы на решение задач проектирования ТД.
Цель работы — создание системы, позволяющей с использовани-
ем функционала системы ANSYS обеспечить процесс проектирова-
ния ТД с упругим элементом (УЭ) в виде тел вращения как наиболее
технологичных. При этом программа должна не только рассчитывать
отдельные ТД, но и решать задачу многокритериального проектиро-
вания.
Устройство и принцип работы ТД.
ТД относится к классу весо-
измерительных датчиков. Согласно документам Международной ор-
ганизации законодательной метрологии (МОЗМ) Р60 [2], весоизме-